引言(yan)
钛合(he)金(jin)作(zuo)为(wei)航天行(xing)业(ye)主(zhu)要应用(yong)的(de)材料之(zhi)一，其(qi)重量(liang)轻盈但强(qiang)度极(ji)高，密度为4.4kg/m3。钛加(jia)工件、钛(tai)块等钛(tai)合金材料(liao)具(ju)备极(ji)高(gao)的(de)强度，可(ke)承(cheng)受(shou)髙(gao)温(wen)、防(fang)腐(fu)蚀(shi)等。钛合金可以(yi)进(jin)行(xing)完美(mei)的(de)焊(han)接(jie)工(gong)作，因(yin)此广(guang)泛应(ying)用于(yu)航天行(xing)业(ye)。 目前(qian)，飞机(ji)发(fa)动(dong)机的(de)制(zhi)造(zao)更是合理应用(yong)了(le)钛合(he)金(jin)材料。钛合金材料科(ke)学、合理的(de)使(shi)用(yong)，有(you)效(xiao)保障了航(hang)天(tian)行(xing)业的(de)安(an)全、快(kuai)速(su)发(fa)展。
1、钛合(he)金(jin)磨(mo)削加工(gong)技术(shu)
钛(tai)合金(jin)的(de)性(xing)能较(jiao)为(wei)全(quan)面(mian)，有(you)着(zhe)极高的(de)稳(wen)定性。同(tong)时(shi)，钛合金(jin)材料(liao)有着(zhe)可(ke)塑(su)性与(yu)韧(ren)性，在热压力(li)加工(gong)中(zhong)优势(shi)明显。
钛(tai)合金与(yu)钢材(cai)相比，其强度不相上(shang)下(xia)，且钛合金(jin)有着(zhe)极高(gao)的抗(kang)腐(fu)蚀性(xing)。钛(tai)合(he)金(jin)的(de)密度(du)4.5g/cm3, 确定了其(qi)重量(liang)轻的(de)特(te)性(xing)。在锻(duan)造加工(gong)中，钛(tai)合(he)金更可以(yi)经(jing)受(shou)多次锻(duan)打(da)。因(yin)此(ci)，
航天行(xing)业对钛(tai)合(he)金材料(liao)的(de)应(ying)用(yong)极为广(guang)泛。飞(fei)机(ji)的(de)发(fa)动(dong)机(ji)制(zhi)造(zao)要求(qiu)极(ji)高(gao)，材(cai)料(liao)的选择(ze)需要轻(qing)重量、高(gao)强度(du)与(yu)防腐蚀(shi)等(deng)特性，钛合(he)金(jin)材料完美(mei)具(ju)备(bei)这(zhe)些(xie)特点。此外，在未(wei)来(lai)战(zhan)机(ji)的制造(zao)中，钛合(he)金(jin)的整(zheng)体使(shi)用，可(ke)以极大提(ti)高(gao)战(zhan)机的(de)重(zhong)量(liang)与(yu)强度(du)，保(bao)障(zhang)我国军事(shi)力量的强(qiang)盛。 目前，我国(guo)钛合(he)金的种类(lei)主要(yao)分为三种：α + β 钛(tai)合(he)金、α钛(tai)合(he)金与(yu)β钛(tai)合(he)金。
钛合金的(de)构造(zao)主(zhu)要有碳(tan)、氢、氧、氮(dan)、硅与铁等元(yuan)素(su)。元(yuan)素(su)之间彼(bi)此(ci)进行(xing)不(bu)断反(fan)应(ying)，使(shi)得元(yuan)素(su)彼(bi)此以(yi)间隙(xi)形式(shi)存(cun)在于晶(jing)格中(zhong)，使(shi)得钛(tai)合金的强(qiang)度(du)增(zeng)加、可(ke)塑(su)性降低，严(yan)重时导致钛合(he)金的整体(ti)素(su)质(zhi)显著降低。钛材料的(de)熔点为(wei)1668°C , 沸点高达(da)3400℃, 明显(xian)比铁(tie)与镍(nie)高。所(suo)以(yi)，钛的(de)耐热(re)性(xing)较(jiao)于(yu)其他(ta)材料优(you)势(shi)明(ming)显。钛(tai)合金(jin)可(ke)以在500°C 进行(xing)长(zhang)久(jiu)工作，而新型的(de)钛合(he)金可以在更高的温度中(zhong)长(zhang)久工(gong)作(zuo)。
钛合(he)金与(yu)铝合金(jin)可在300〜350°C 中(zhong)工(gong)作(zuo)，但(dan)钛(tai)合金的强度(du)是(shi)铝合金(jin)的(de)10倍(bei)。然而，钛合金(jin)在(zai)高(gao)温中(zhong)有着极高的(de)化(hua)学性(xing)质(zhi)，当(dang)磨(mo)削温(wen)度达(da)到一定程度时(shi)，钛(tai)会自主形(xing)成保(bao)护膜，降(jiang)低(di)钛(tai)合金的(de)性(xing)能(neng)，提升钛合金(jin)加(jia)工(gong)难度，导(dao)致(zhi)钛(tai)合(he)金(jin)的(de)加工(gong)质量(liang)不能符(fu)合规定的(de)标准(zhun)。
2、钛(tai)合(he)金锻造工艺(yi)优化
运(yun)用外力(li)将钛金(jin)属坯料(liao)进(jin)行加工，全(quan)新(xin)塑(su)造钛(tai)合(he)金的形(xing)状(zhuang)、尺(chi)寸(cun)与性能，确保(bao)钛(tai)合金(jin)性(xing)能(neng)可以(yi)符合(he)一些机械(xie)零件(jian)的使用要求。对于锻(duan)件与(yu)乳制型材(cai)中(zhong)使(shi)用(yong)的钛(tai)合(he)金(jin)，大部(bu)分(fen)运用(yong)变(bian)形钛合金，即(ji)合理变(bian)形锻造钛(tai)合金(jin)，以保障(zhang)钛(tai)合(he)金(jin)的性(xing)能(neng)符(fu)合各种(zhong)设(she)备(bei)的(de)使(shi)用(yong)要(yao)求。如(ru)果(guo)钛合(he)金的(de)使用(yong)不进行规(gui)范化的(de)变(bian)形(xing)锻(duan)造(zao)，会使(shi)钛(tai)合金(jin)的(de)各项性能出(chu)现(xian)问题(ti)，导(dao)致钛(tai)合(he)金(jin)产品(pin)的质(zhi)量(liang)存在极大的(de)隐患。
如果要(yao)锻造尺寸较小的钛(tai)合(he)金(jin)锻件(jian)，则需要(yao)在低温中(zhong)进行(xing)钛合(he)锻(duan)造(zao)。钛(tai)合金在700°C 以(yi)下(xia)的(de)锻(duan)造(zao)工(gong)作，化学(xue)反(fan)应(ying)较低(di)，可(ke)以使(shi)钛合金(jin)锻造完成后(hou)，锻件的(de)表(biao)面(mian)光滑(hua)与(yu)尺(chi)寸(cun)准确。在(zai) 700℃以下的钛合金锻(duan)造(zao)中，需要(yao)工作人(ren)员(yuan)对温度(du)与润(run)滑(hua)冷(leng)却(que)进行严格控制，才(cai)能(neng)有(you)效(xiao)保(bao)障(zhang)锻(duan)件(jian)的(de)准确度。
钛合(he)金(jin)在900〜 100℃的锻造中(zhong)，可以锻造(zao)一(yi)些(xie)形(xing)状(zhuang)较(jiao)为(wei)繁琐(suo)的(de)大型锻件，锻造出的(de)锻(duan)件同(tong)样具(ju)有较高(gao)的(de)准确(que)度。
钛(tai)合金(jin)在(zai)进行热(re)锻(duan)的过程中(zhong)，其(qi)中(zhong)心会出(chu)现极(ji)为强烈的变(bian)化。因此，钛合(he)金(jin)的(de)中心(xin)温(wen)度(du)最(zui)高(gao)。工作(zuo)人(ren)员在进行(xing)锻造(zao)工作(zuo)时(shi)，要(yao)将钛(tai)合金(jin)的中(zhong)心(xin)作(zuo)为锻(duan)造(zao)重(zhong)点，不能(neng)连(lian)续(xu)锤(chui)击钛(tai)合金的(de)中(zhong)心(xin)区(qu)域(yu)，以保(bao)障(zhang)钛合(he)金(jin)的(de)锻造(zao)质(zhi)量(liang)。
3、钛(tai)合金(jin)的(de)深孔(kong)钻(zuan)削加工工(gong)艺
钛合金的各项(xiang)性能较(jiao)为全(quan)面，在(zai)各行各业有着(zhe)极为(wei)重要的(de)作用(yong)。但是，钛(tai)合金(jin)加工(gong)工(gong)序繁(fan)琐，尤其是对钛(tai)合金进行(xing)深孔加工(gong)工(gong)作，阻碍了钛(tai)合(he)金(jin)锻件(jian)的(de)质(zhi)量。钛合(he)金(jin)在进行(xing)深孔(kong)钻(zuan)削工作中(zhong)，切削过(guo)程会(hui)产(chan)生(sheng)大量(liang)的热(re)量(liang)不能(neng)得到有效散(san)发，加之(zhi)目(mu)前(qian)我国的(de)切(qie)削(xue)设(she)备较为落(luo)后(hou)，导(dao)致钛合(he)金(jin)的深孔钻削工作(zuo)成(cheng)为主要(yao)难题(ti)。
在进(jin)行(xing)钛(tai)合金切削(xue)工作与(yu)深(shen)孔钻削(xue)工(gong)作时，难(nan)度(du)极(ji)大。枪(qiang)钻为深(shen)孔钻(zuan)削的(de)主(zhu)要(yao)工(gong)具(ju)之(zhi)一。在(zai)深孔(kong)钻削工作中(zhong)，工(gong)作(zuo)人(ren)员要在(zai)较高的(de)温度(du)下(xia)操作，而枪(qiang)钻在高(gao)温(wen)中(zhong)会(hui)出(chu)现极为(wei)严(yan)重的损坏，极(ji)大(da)地影响(xiang)了(le)刀具的使(shi)用(yong)寿命(ming)。 目前，我(wo)国(guo)的(de)深(shen)孔钻(zuan)削(xue)工(gong)作(zuo)还存在极为严重的(de)问(wen)题(ti)，主(zhu)要原因(yin)是钻杆的长短与粗细(xi)不(bu)能(neng)进行详(xiang)细匹(pi)配(pei)。如(ru)果钻(zuan)杆(gan)过于(yu)细(xi)小(xiao)，会(hui)使(shi)钻(zuan)杆振(zhen)动(dong)时(shi)钻(zuan)孔出现明显的(de)偏(pian)差(cha)，使得钛合(he)金的(de)加工(gong)工作质量出现严重(zhong)问题。
4、钛合(he)金(jin)铣(xi)削加工
加工(gong)钛(tai)合金(jin)时(shi)需(xu)要(yao)进行(xing)严(yan)格的操(cao)作要求，主要(yao)是(shi)切削(xue)设(she)备(bei)不能全(quan)面满(man)足钛合(he)金(jin)加(jia)工(gong)所(suo)需(xu)求的(de)特性(xing)。钛合(he)金零件(jian)铣(xi)削工作中，随着切(qie)削(xue)速(su)度(du)的(de)不(bu)断(duan)提(ti)高(gao)，道具(ju)出现较(jiao)高(gao)的(de)损害(hai)。因(yin)为钛合金的(de)粘(zhan)性大(da)、强(qiang)度(du)较(jiao)高，在(zai)切削(xue)工作(zuo)时会(hui)产(chan)生大量(liang)热(re)量，却又不能进行有(you)效(xiao)导(dao)热，使钛合金(jin)的(de)加工工作(zuo)出(chu)现(xian)极(ji)高(gao)的(de)安(an)全(quan)隐患。因此，在(zai)钛(tai)合金零(ling)件的铣削(xue)工(gong)作(zuo)中(zhong)，工作(zuo)人员(yuan)要(yao)谨(jin)记不(bu)可(ke)以(yi)使(shi)用过(guo)快(kuai)的(de)速(su)度进(jin)行切(qie)削(xue)。
钛(tai)合(he)金主(zhu)要(yao)应(ying)用(yong)于(yu)高级(ji)设(she)备(bei)的(de)零(ling)件制作(zuo)，并(bing)不是仅仅运用(yong)于(yu)航天(tian)行业(ye)，如(ru)在许(xu)多医疗(liao)设备(bei)中也(ye)同(tong)样(yang)有(you)许(xu)多(duo)钛合(he)金(jin)构件(jian)。尤其(qi)是(shi)一些高(gao)级设备的制(zhi)造企业(ye)中(zhong)，钛(tai)合金(jin)的应用(yong)更加(jia)频繁。因此，钛(tai)合(he)金的(de)加(jia)工(gong)困难更为(wei)明(ming)显(xian)。钛合(he)金(jin)的(de)耐热性使(shi)其(qi)可以(yi)全面保(bao)留(liu)本(ben)身的(de)硬度与强度(du)，但切削设(she)备(bei)的落后(hou)以(yi)及(ji)切削(xue)工作时(shi)产(chan)生(sheng)的(de)极高温(wen)度(du)，导(dao)致(zhi)钛(tai)合金切削工(gong)作(zuo)会(hui)使(shi)切(qie)
削设(she)备(bei)出现极高的损(sun)坏(huai)率(lv)，严(yan)重影(ying)响了(le)设(she)备零件的制(zhi)造(zao)。所(suo)以，加(jia)强(qiang)切削设(she)备(bei)的性(xing)能，是钛(tai)合金零(ling)件(jian)顺(shun)利(li)制(zhi)造(zao)的基(ji)础。
5、结语(yu)
钛(tai)合(he)金具有(you)极高(gao)的强度(du)、较(jiao)小(xiao)的(de)密(mi)度、抗(kang)腐(fu)蚀等(deng)优(you)势(shi)，成(cheng)为(wei)我(wo)国高(gao)级(ji)设(she)备零(ling)件制造的主要(yao)材(cai)料(liao)。但是，我(wo)国(guo)在(zai)钛合(he)金(jin)的加工(gong)工(gong)作中还有许多困难(nan)，因(yin)此工作(zuo)人员需(xu)要(yao)对钛(tai)合金的加(jia)工方式(shi)不(bu)断(duan)进(jin)行(xing)革(ge)新(xin)与完善(shan)，创(chuang)新技(ji)术(shu)。同时，在(zai)钛合金加工中(zhong)，要(yao)科(ke)学(xue)改善(shan)刀具(ju)，并合理选择刀具(ju)，从而提升钛(tai)合金(jin)的加(jia)工进(jin)度(du)和制造(zao)零件安全(quan)与质(zhi)量。
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相(xiang)关(guan)链(lian)接(jie)
